无线通信噪声干扰及验证关键注意事项

声预算鱼骨图

在量测出触控面板本身的噪声后，并设定出合理的噪声预算值后，就可以开始进行触控面板对各种不同模块的噪声量测，图四的触控面板噪声预算鱼骨图，就是我们根据经验归纳研究出的量测与验证顺序，必须透过对噪声预算的控制，来观察触控面板对不同模块的干扰状况。在图五的实际量测图中，红线部分便是我们设定的噪声预算值，而我们的目标就是将噪声值降低到红线以下。

　　图五 实际量测图（红线为噪声预算值）

以下我们便来探讨几个与触控面板相关的干扰实例：

　　图六 LVDS实际量测图

?LVDS

目前许多新规装置如平板电脑或Ultrabook在设计面板显示的讯号传输时，都会采取所谓的LVDS进行传导，LVDS也就是低电压差动讯号（Low Voltage Differential Signaling），是一种可满足高效能且低电压数据传输应用需求的技术。然而在实际应用上，这些讯号也许可能部分进入如3G等行动通讯频段，而产生很大的地面电容不平衡（Ground Capacitance Unbalance）电流、并致使干扰。然而，传统的处理方式是透过贴铜箔胶带或导电布，来缓和这样的情况，但实际对地不平衡的现象并未解决，未真正将LVDS线缆的问题有效处理。唯有透过量测LVDS讯号本身在封闭环境与系统平台上的噪声差异，才能从问题源头加以进行调整。
?线路逻辑闸

此外，触控面板接有许多的线路，这些线路的逻辑闸都会因不断的开关而产生频率干扰。举例来说，当逻辑闸产生约45MHz的干扰时，像GSM 850（869-896 MHz）跟GSM 900（925-960 MHz）间的发射接收频率差距小于45MHz，便会产生外部调变（External Modulation）而造成干扰；另一个例子则是蓝牙受到逻辑闸的开关而使电流产生大小变化，这样的外部调变使得讯号进入GSM1800、GSM1900的频谱而产生干扰。

因此，我们必须使用频域模拟法进行S-parameter分析取样，确认电脑仿真与实机测试的误差值在容许范围内，以掌握噪声传导的状况。才能不牺牲消费者的良好触控经验，又能减少触控面板对产品其它模块及组件造成的干扰。

?固态硬盘

　　图七 经多次抹写后，噪声容限将随之下降

新兴的储存媒介—固态硬盘（SSD）尽管受闪存的市场价格波动影响，而在成本上仍居高不下，但因其体积轻薄与低功耗的特性，已被广泛应用在平板电脑及其它形式的行动装置中。然而，传统磁盘式硬盘容易受到外来通讯状况影响的情形（例如当手机放在电脑硬盘旁接听使用，有可能干扰到硬盘造成数据毁损），也同样出现在SSD上。

在SSD上的状况时，SSD会随着使用抹写次数（P/E Cycle）的增加，而使得其噪声容限（Noise Margin）随之降低，就如图七所示，经过一万次的抹写使用后，噪声容限就产生了明显的恶化，而更容易受到触控面板或其它噪声源的干扰，而影响实际功能。在这个情境下，若能作到SSD的均匀抹写，便是有效缓和噪声容限下降速率的方法之一。

?模块多任务运作

触控面板所使用的电来自系统本身，而其它如通讯或相机等模块等，也都同样透过系统供电，因此，电压的稳定与充足便是使这些组件模块能良好运作的关键所在。在所有需要使用电源的模块中，其中尤以3G或Wi-Fi模块在进行联机上网（数据传输）时最为耗电，在所有这些通讯模块开启的同时，就很可能造成电压不足，而影响到触控面板的稳定吃电；另外，此时通讯模块的电磁波，也可能同时直接打到面板上，造成严重的噪声干扰。这时我们就必须回到前面的鱼骨图，依序进行不同模块设定、位置建置、通讯环境的验证。

精密量测验证 才能有效提升通讯质量 降低噪声干扰

　　图八 噪声干扰量测验证的理想步骤

在本文的最后，百佳泰也提供我们根据经验归纳设计出的完整验证步骤，以作为开发验证时的参考，透过这样的验证顺序，才能按部就班的降低噪声干扰，提升通讯质量。根据图八所示，一个完整具有各式通讯模块与触控功能的装置，主要可分成以下三个验证步骤：

1.传导测试（Conductive Test）：

在验证初始必须先透过传导测试，精确量测出装置本身的载台噪声、接收感度恶化情形、以及传送与接受（Tx/Rx）时的载台噪声。

2.电磁兼容性（Near Field EMC）：

在掌握了传导测试所能取得的相关信息，并设定噪声预算后，便可进行包括天线表面电流量测、噪声电流分布量测及耦合路径损失（Coupling Path Loss）的量测，以及相机、触控面板的噪声和射频共存外部调变。

3.OTA测试（Over The Air Test）：

完成传导与EMC测试后，便可针对不同通讯模块进行独立与共存的量测、总辐射功率（Total Radiation Power，TRP）与全向灵敏度（Total Isotropic Sensitivity，TIS）的量测、GPS载波噪声比